元素名称:锡

元素符号:Sn

元素英文名称:

元素类型:金属元素

相对原子质量:118.7

原子序数:50

质子数:50

摩尔质量:119

所属周期:5

所属族数:IVA

电子层排布: 2-8-18-18-4

晶体结构:晶胞为单斜晶胞。

莫氏硬度:1.5

声音在其中的传播速率:(m/S)
2730




锡,TIN,是个古英文字,Sn的符号由stannum而来,这是锡的拉丁名,史前时代即已发现。因为它既不会生锈,又能抵抗外来的侵蚀,制罐头仪器就得用它。装食品的锡罐是在皮上面镀了一层0.0005英寸厚的锡做成的。锡罐年产量至少有300亿只。

锡,原子序数50,原子量118.71,元素名来源于拉丁文。在约公元前2000年,人类就已开始使用锡。锡在地壳中的含量为0.004%,几乎都以锡石(化锡)的形式存在,此外还有极少量的锡的化物矿。锡有24种同位素其中10种是稳定同位素,分别是:锡112、114、115、116、117、118、119、120、122、124。

金属锡柔软,易弯曲,熔点231.89°C,沸点2260°C。有三种同素异形体:白锡为四方晶系,密度7.28克/厘米³,硬度2,延展性好;灰锡为金刚石形立方晶系,密度5.75克/厘米³;脆锡为正交晶系,密度6.54克/厘米³。

在空气中锡的表面生成二氧化锡保护膜而稳定,加热下氧化反应加快;锡与卤素加热下反应生成四卤化锡;也能与硫反应;锡对水稳定,能缓慢溶于稀酸,较快溶于浓酸中;锡能溶于强碱性溶液;在化铁、氯化等盐类的酸性溶液中会被腐蚀

金属锡主要用于制造合金。

马口铁的“外衣”——锡


锡是大名鼎鼎的“五金”——金、、铁、锡之一。早在远古时代,人们便发现并使用锡了。在我国的一些古墓中,便常发掘到一些锡壶、锡烛台之类锡器。据考证,我国周朝时,锡器的使用已十分普遍了。在埃及的古墓中,也发现有锡制的日常用品。

在自然界中,锡很少成游离状态存在,因此就很少有纯净的金属锡。最重要的锡矿是锡石,化学成分为二氧化锡。炼锡此炼铜、炼铁、炼都容易,只要把锡石与木炭放在一起烧,木炭便会把锡从锡石中还原出来。很显然,古代的人们如果在有锡矿的地方烧篝火烤野物时,地上的锡石便会被木炭还原,银光闪闪的、熔化了的锡液便流了出来。正因为这样,锡很早就被人们发现了。

我国有丰富的锡矿,特别是云南个旧,是世界闻名的“锡都”。此外,广西、广东、江西等省也都产锡。1800年,全世界锡的年产量仅四千吨,1900年为八万五千吨,1940年为二十五万吨,现在已超过六十万吨。

锡是银白色的软金属,比重为7.3,熔点低,只有232,你把它放进煤球炉中,它便会熔成水银般的液体。锡很柔软,用小刀能切开它。锡的化学性质很稳定,在常温下不易被氧气氧化,所以它经常保持银闪闪的光泽。锡无毒,人们常把它镀在铜锅内壁,以防铜温水生成有毒的铜绿。牙膏壳也常用锡做(牙膏壳是两层锡中央着一层做成的。近年来,我国已逐渐用铝代替锡制造牙膏壳)。焊锡,也含有锡,一般含锡61%,有的是铅锡各半,也有的是由90%铅、6%锡和4%组成。

锡在常温下富有展性。特别是在100℃时,它的展性非常好,可以展成极薄的锡箔。平常,人们便用锡箔包装香烟、糖果,以防受潮(近年来,我国已逐渐用铝箔代替锡箔。铝箔与锡箔很易分辨——锡箔比铝箔光亮得多)。不过,锡的延性却很差,一拉就断,不能拉成细丝。

其实,锡也只有在常温下富有展性,如果温度下降到13.2℃以下,它竟会逐渐变成煤灰般松散的粉末。特别是在-33℃或有红盐(SnCl4·2NH4Cl)的酒精溶液存在时,这种变化的速度大大加快。一把好端端的锡壶,会“自动”变成一堆粉末。这种锡的“疾病”还会传染给其他“健康”的锡器,被称为“锡疫”。造成锡疫的原因,是由于锡的晶格发生了变化:在常温下,锡是正方晶系的晶体结构,叫做白锡。当你把一根锡条弯曲时,常可以听到一阵嚓嚓声,这便是因为正方晶系的白锡晶体间在弯曲时相互摩擦,发出了声音。在13.2℃以下,白锡转变成一种无定形的灰锡。于是,成块的锡便变成了一团粉末。

锡不仅怕冷,而且怕热。在161℃以上,白锡又转变成具有斜方晶系的晶体结构的斜方锡。斜方锡很脆,一敲就碎,展性很差,叫做“脆锡”。白锡、灰锡、脆锡,是锡的三种同素异性体。

由于锡怕冷,因此,在冬天要特别注意别使锡器受冻。有许多铁器常用锡焊接的,也不能受冻。1912年,国外的一支南极探险队去南极探险,所用的汽油桶都是用锡焊的,在南极的冰天雪地之中,焊锡变成粉末股的灰锡,汽油就都漏光了。

锡的化学性质稳定,不易被锈蚀。人们常把锡镀在铁皮外边,用来防止铁皮的锈蚀。这种穿了锡“衣服”的铁皮,就是大家熟知的“马口铁”。1吨锡可以覆盖七千多平方米的铁皮,因此,马口铁很普遍、也很便宜。马口铁最大的‘主顾”是罐头工业。如果注意保护,马口铁可使用十多年而保持不锈。但是,一旦不小心碰破了锡“衣服”,铁皮便很快被锈蚀,没多久,整张马口铁便布满红棕色的铁锈斑。所以,在使用马口铁时,应注意切勿使锡层破损,也不要因它受潮、受热。“马口铁”这名字,是由于它是从西藏阿里部马口地方输入(英国经印度从马口输入)而得名的。

锡,也被大量用来制造锡铜合金——青铜。

锡与硫的化合物——硫化锡,它的颜色与金子相似,常用作金色颜料。

锡与氧的化合物——二氧化锡。锡于常温下,在空气中不受氧化,强热之,则变为二氧化锡。二氧化锡是不溶于水的白色粉末,可用于制造搪瓷、白釉与乳白玻璃。1970年以来,人们把它用于防止空气污染——汽车废气中常含有有毒的一氧化气体,但在二氧化锡的催化下,在300℃时,可大部转化为二氧化碳。

锡和氯可形成两种化合物:

1.二氯化锡(又称氯化亚锡),具有很强的还原能力,工业上常利用氯化亚锡使别种金属还原,是化学上常用的还原剂之一;在染料工业上,也可用做媒染剂。

2.四氯化锡:在二氯化锡溶液里通入足量的氯气,便可得到四氯化锡,四氯化锡是沸点为114的无色液体。——遇水蒸气就水解,冒出强烈的白烟,形成白色的浓雾,军事上用它装在炮弹里,制成烟雾弹。四氯化锡能与氯化铵化合,生成一种复盐(SnCl4·2NH4Cl),是重要的媒染剂。
锡的简介

锡器历史悠久,可以追溯到公无前3700年,古时候,人们常在井底放上锡块,净化水质。在日本宫廷中,精心酿制的御酒都是用锡器作为盛酒的器皿。它具有储茶色不变,盛酒冬暖夏凉,淳厚清冽之传。锡茶壶泡茶特别清香,用锡杯喝酒石酸清冽爽口,锡瓶插花不易枯萎。

锡器的材质是一种合金,其中纯锡含量在97%以上,不含铅的成份,适合日常使用。锡器平和柔滑的特性,高贵典雅的造型,历久常新光泽,历来深受贵族人士的青睐,在欧洲更成为古典文化的一种象征。

锡是排列在白金,黄金及银后面的第四种贵金属,它富有光泽、无毒、不易氧化变色,具有很好的杀菌、净化、保鲜效用。生活中常用于食品保鲜、罐头内层的防腐膜等。

锡是一种质地较软的金属,熔点较低,可塑性强。它可以有各种表面处理工艺,能制成多种款式的产品,有传统典雅的欧式酒具、烛台、高贵大方的茶具,以至令人一见倾心的花瓶和精致夺目的桌上饰品,式式具全媲美熠熠生辉的银器。锡器以其典雅的外观造型和独特的功能效用早已风靡世界各国,成为人们的日常用品和馈赠亲友的佳品。

古老的金属——锡

人类发现最早的金属是金,但没有得到广泛的应用。而最早发现并得到广泛应用的金属却是铜和锡。锡和铜的合金就是青铜,它的熔点比纯铜低,铸造性能比纯铜好,硬度也比纯铜大。所以它们被人类一发现,便很快得到了广泛的应用,并在人类文明史上写下了极为辉煌的一页,这便是“青铜器时代”。后来,由于铁的发现和使用,青铜在我们祖先的生产和生活中才逐渐退居次要地位。但这并没有使锡在人类发展史上,变得无足轻重,相反,随着现代科技的飞速发展,它在工农业生产中,以及尖端科技部门中,有了愈来愈广泛的应用,古老的金属正日益重新焕发它的青春!

在地壳中,锡的含量是较少的,平均含量只有6%,所以锡是一种比较稀贵的金属。经过多年的研究证明,锡矿床的形成和地壳深处的岩浆活动密切相关。

大约距今7千万年到1亿年前,地球上岩浆活动剧烈。岩浆由地下深处上升时,由于温度、压力等的改变,岩浆中一些易凝固的矿物首先结晶出来,剩下的残余岩浆的一部分侵入岩石空隙中,其中的锡的化合物发生水解生成含锡的锡石。一部分继续向上运动,特别是其中含有大量挥发性物质的岩浆,活动能力特别强,它们就象是锅炉里的高压蒸汽一样,见缝就钻,无孔不入。而锡元素却有个“怪癖”,就是最喜欢和氯等挥发性物质“交朋友”,它们结合生成挥发性化合物。当这些气液状态的物质沿着裂隙侵入到周围的岩石中时,在高温高压下由于物质的置换反应而使一部分锡元素结晶出来形成锡矿床;这时,剩下的最后一部分含挥发性物质的气液继续前进,一直冲到凝固着花岗岩的顶部或花岗岩体以外的地方,逐渐变为热水溶液。这时,由于环境的改变,锡的氟化物和氯化物同时发生水解,也形成了锡矿床。当然,上面所说的并不是锡矿的全部成因,有的时候,在靠近地表的地方,由于长期受地下水中的氧和二氧化碳的作用,还会使与锡共生的硫化矿物变成氧化矿物,从而变成锡石——氧化物矿床。

上面给大家介绍的仅是原生锡矿床的一般成因。但是,锡矿床的演变并未以此停止,特别是那些靠近地表的锡矿床,经过外力的风化、侵蚀、搬运、堆积作用会进一步演变成“次生锡矿床”。

此外,锡还会和好多种矿物结合在一起,形成锡的共生矿床。

现在,已经发现的锡矿物在18种左右。其中最主要的一种叫做锡石,是目前炼锡的主要原料。在自然界里,纯净的锡石是很少的,常见的锡石大多数都是深棕黑色或褐色,这是因为它们含有铁、等元素之故。锡石的硬度较大,用小刀也刻不动;此外,锡石的化学性质很稳定,在常温常压下,几乎不溶解于任何化学溶剂。所以锡石任凭风刀霜剑和日晒雨淋的破坏。容颜仍旧不改。

锡石还不是锡。锡石要经过矿工的辛勤劳动,从地下开采出来,并用各种方法去掉它所含的杂质,然后把锡石和焦炭、石英或石灰石放在一起燃烧,最后得到的才是金属锡。

金属锡很柔软,用小刀就能切开它;具有银白色的光泽,它的展性很好,能展成极薄的锡箔,厚度可以薄到0.04毫米以下。不过,它的延性比较差,一拉就断,不能拉成细丝。它的熔点很低,只有232℃,因此,只要用酒精灯或蜡烛火焰就能使它熔化成象水银一样的流动性的液体。

此外,锡既怕冷也怕热。这是怎么回事呢?原来锡在不同的温度下,有3种性质大不相同的形态。在13.2~161℃的温度范围内,锡的性质最稳定,叫做“白锡”。如果温度升高到160℃以上,白锡就会变成一碰就碎的“脆锡”。锡对于寒冷的感觉十分敏锐,每当温度低到13.2℃以下时,它就会由银白色逐渐地转变成一种煤灰状的粉,这叫做“灰锡”。另外,从白锡到灰锡在转变还有一个有趣的现象,这就是灰锡有“传染性”,白锡只要一碰上灰锡,哪怕是碰上一小点,白锡马上就会向灰锡转变,直到把整块白锡毁坏掉为止。人们把这种现象叫做“锡疫”。幸好这种病是可以治疗的,把有病的锡再熔化一次,它就会复原。

历史上就曾发生过这样一件事:1912年,有一支探险队登上冰天雪地的南极洲探险,他们带去的汽油全部奇迹般地漏光了,致使飞机坠落失事,探险队遭到了全军覆灭的灭顶之灾。原来飞机的汽油桶是用锡焊接的,一场锡疫使汽油漏得无影无踪,造成这样一场惨祸。

那么,既怕热又怕冷的锡究竟有什么用处呢?

金属锡可以用来制成各种各样的锡器和美术品,如锡壶、锡杯、锡餐具等,我国制作的很多锡器和锡美术品自古以来就畅销世界许多国家,深受这些国家人民的喜爱。

金属锡还可以做成锡管和锡箔,用在食品工业上,可以保证清洁无毒。如包装糖果和香烟的锡箔,既防潮又好看。

金属锡的一个重要用途是用来制造镀锡铁皮。一张铁皮一旦穿上锡的“外衣”之后,既能抗腐蚀,又能防毒。这是由于锡的化学性质十分稳定,不和水、各种酸类和碱类发生化学反应的缘故。目前,镀锡铁皮不仅广泛用于食品工业上,如罐头工业,而且在军工、仪表、电器以及轻工业的许多部门都有它的身影。

在工业上,还常把锡镀到铜线或其他金属上,以防止这些金属被酸碱等腐蚀。

锡还有许许多多的亲朋好友。锡和它们混合在一起,可以合成许多种性质各异用途广泛的合金。最常见的合金有锡和锑铜合成的锡基轴承合金和铅、锡、锑合成的铅基轴承合金,它们可以用来制造汽轮机、发电机、飞机等承受高速高压机械设备的轴承。

青铜,这一古老的合金,它目前主要用来制造耐磨零件和耐腐蚀的设备。

如果在黄铜中加入锡,就成了锡黄铜,它多用于制造船舶零件和船舶焊接条等。素有“海军黄铜”之称。

至于锡和铅的合金,那是大家最熟悉不过的了,它就是通常的焊锡,在焊接金属材料时是很有用的。

在印刷工厂里,所用的铅字,也就是锡的合金。不过由于激光印刷技术的推广,铅字将被逐渐淘汰掉。

锡不仅能和许多金属结合成各种合金,而且还能和许多非金属结合在一起,组成各种化合物,在化学工业上,在染料工业上,在橡胶工业上,在搪瓷、玻璃、塑料、油漆、农药等工业上,它们都做出了应有的贡献。

随着现代科技的发展,人们还用锡制造了许多特种锡合金,应用于原子能工业、电子工业、半导体器件、超导材料,以及宇宙飞船制造业等尖端技术部门,这里就不一一细说了。

我国锡矿资源十分丰富,锡矿的探明储量为2600万吨,占世界探明储量的1/4,是世界上锡矿探明储量最多的国家。

我国的锡矿在地区分布上极不均衡,主要集中分布在云南南部、广西东北部和西北部。其次是广东、湖南和江西等省。尤其是位于云南哀牢山区的个旧市,是世界已知最大的锡矿藏之一,锡产量居全国第一,约占全国锡产量的70%,素有“锡都”之称。

总之,锡,这古老的金属。在现代科技飞速发展的今天,用途将越来越广泛,前景将更加广阔。


原子结构:
原子半径/Å: 1.72
原子体积/cm3/mol: 16.3
电子模型
电子构型: 1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s2p6d10 5s2p2
离子半径/Å: 0.69
共价半径/Å: 1.41 氧化态: 4,2

发现
古代就已知。

来源
主要存在于锡石矿(SnO2)和stannine矿(Cu2FeSnS4)中,这些矿主要分布在马来亚,印尼,扎伊尔,尼日利亚,玻利维亚等国家,用煤还原可得到纯金属。
用途
用作钢罐头涂层,也用于焊料(33%Sn:67%Pb), 铜锡合金(20%Sn:80%Cu)。锡的氟化物(SnF5)用于牙膏,锡也用于制造超导磁体,锡大多数是以合金而应用。

物理性质
状态:具有很好延展性的白色金属。

熔点(℃): 232.06
沸点(℃): 2270
密度(g/cc,300K): 7.31
比热/J/gK : 0.227
蒸发热/KJ/mol : 295.8
熔化热/KJ/mol: 7.029
导电率/106/cm : 0.0917
导热系数/W/cmK: 0.666

化学性质

地质数据
丰 度
滞留时间/年:未知
太阳(相对于 H=1×1012): 100 海水中/p.p.m.:
地壳/p.p.m.: 2.2 大西洋表面: 2.3 × 10-6 太平洋表面:
大气/p.p.m.(体积):大西洋深处: 5.8 × 10-6 太平洋深处:

生物数据
人体中含量
肝/p.p.m.: 0.23 - 2.3
器官中:肌肉/p.p.m.: 0.33 - 2.4
血/mg dm-3 : c. 0.38 日摄入量/mg: 0.2 - 3.5
骨/p.p.m.: 1.4 人(70Kg)均体内总量/mg: 20
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